スマートファクトリーの登場：先進的な製造業者のための主要なIIoT機能

文：Fritz Cleveland、2017年1月30日

IIoT は、おそらく今日のファクトリーオートメーションにおける最大のバズワードであり、IIoTテクノロジーはすでに工場の操業方法に影響を与えている。したがって、使用されている用語を理解し、IIoT技術がすでにスマート工場でどのように実装されているかを認識し、将来に備えてビジネスを準備することが不可欠である。以下の記事では、スマート工場の3つの重要なIIoT機能、すなわちリモート・モニタリング、予知保全、そしてプロセスの最適化を取り上げている。

スマートファクトリーとは？

スマートファクトリーはモノのインターネット (IoT) の重要な要素です。 IoTとは、家庭用電化製品から産業コンポーネントまであらゆるものをインターネットに接続する技術を指します。一方で、インダストリアルIoT (IIoT) とは、具体的にこのイノベーションが産業分野に与える影響を指します。

IoT/IIoT技術により「スマート」ネットワークが構築されます。例えば、スマートホームのワイヤレス技術を利用して、ガレージのドアから冷蔵庫まで、自宅にあるほぼすべてのものを接続してスマートフォンでリモートアクセスすることができます。

これと同じようなことがスマートファクトリーの工場でも行われます。工場にある機械をワイヤレス接続してリモートアクセスできる環境を整えておくことで、産業自動化設備と各種システム間の通信を自動化して各機械の動作に関する豊富なデータにもアクセスできるようになります。IIoTではさまざまなデータをより有益に事業に活用し、例えば機械の予知保全に役立てたりすることを目指しているため、データの可用性はIIoTの大きな特徴のひとつとなっています。ワイヤレスやIO-Link機能を含むスマートセンサーは、スマート工場を実現するための重要な要素である。

スマートファクトリーの主な機能

スマートファクトリーの3つの主な機能は、リモート監視、予知保全、プロセス最適化です。これらの機能がそれぞれ実際にスマートファクトリーでどのような働きをしているのかご紹介します。

リモート監視

各機械コンポーネントの動作状況の (履歴およびリアルタイム) データを利用してリモートでシステムを監視したり診断することで、機械の稼働率と生産性への影響が大きくなる前の問題の発見と解決に役立ちます。

例えば、ワイヤレス通信に対応したタワーライトを使うと、多大なコストをかけて延々とケーブルを引き回すことなく、機械性能のリモート監視を行えます。ライトが機械の状態を視覚的に知らせる一方で、更新データがセキュアなワイヤレスネットワークを通じてリモート装置に送信されて、機械で何らかの動作をトリガしたり、機械と離れたワークステーションにいるオペレータからの応答を待つ状態になります。

このような装置で記録されたログデータは、OEE (総合設備効率) の計算にも使われます。オペレータはアラート発生時に即座に対処することができるだけでなく、履歴データを使って機械のアップタイム、生産量、不合格の部品数などの重要な情報を追跡できます。

予知保全

予測分析を行うことで機械メンテナンスをより正確に計画することができ、機械のダウンタイムの短縮や平均故障間隔 (MTBF) の増加、無駄な予防保全および予備部品の在庫にかかるコストの削減に役立ちます。

予知保全の際にも、機械自身から得られた履歴データとリアルタイムデータに基づいてどのようなメンテナンスを行うかを決定できるため、憶測から作業をすることが大幅に減ります。例えば、振動と温度、電流、圧力を測定するワイヤレスセンサーは、計画外のダウンタイムや機械の故障につながる機械やシステムの欠陥を検出することができる。そしてこのワイヤレスセンサからワイヤレスコントローラにそのような情報が送信されると、すぐにこのデータを使用したり (テキストや電子メールのアラートとして) 長期的な分析に利用できます。

機械の構成部品をリアルタイムで監視することで、問題が深刻化して新たな損傷を引き起こしたり、予定外のダウンタイムが発生したりする前に、問題を検出して解決することができる。時が経つにつれて履歴データは有用な機械性能ログとなり、その正確で豊富な情報をラインでのメンテナンスの決定にいかすことができます。

プロセスの最適化

IIoT技術によってもたらされる相互接続性により、機械、コンポーネント、人の間のシームレスな通信が可能になります。この相互接続性をデータドリブンなプロセスの最適化に利用することで、効率と生産性の向上を実現できます。

例えば、ワイヤレス通知システムでマネージャーや技術スタッフに生産ラインで必要とされていることを知らせれば、マネージャーや技術スタッフが全生産ラインを絶えずチェックする必要はなくなり、作業員はサポートが必要な時にワークステーションを離れる必要がなくなります。

このようなシステムは、オペレーターが、ボタンを押すか、スイッチを押すかすることで、、マネージャーや技術者に、生産ラインに自分が必要であることを知らせるように設定することができる。さらに、ゲートウェイの出力に接続されているタワーライトでどの生産ラインにチェックが必要かを示し、さらに色で技術スタッフ (黄色) かマネージャー (赤色) が必要とされているかを知らせることができます。

各装置を接続したワイヤレスネットワークを使用して通信を円滑化すれば、マネージャー、技術スタッフ、ライン作業員はそれぞれ自分の時間をより効果的に有効に使うことができるようになります。それと同じように、ピッキングライトや部品要請の用途にもワイヤレスソリューションを使用できます。